Wat is koude locale warmte?

Op het eerste gezicht klinkt het vreemd als koude plaatselijke verwarming de warmtevoorziening moet overnemen. Is dat een tegenstrijdigheid? Nee, koude hitte bestaat echt. Het is een warmtevoorziening met relatief lage temperaturen. Vergeleken met conventionele warmtenetten zijn deze bijna koud - vandaar de naam. Dit artikel laat zien wat koude lokale verwarming precies inhoudt, waar de voordelen liggen en welke subsidies beschikbaar zijn. Daarnaast zijn er enkele praktische voorbeelden.

Wat is koude plaatselijke verwarming?

Een warmtelevering via warmtenetten, stadsverwarming of plaatselijke verwarming heeft meestal een aanvoertemperatuur van 70 tot meer dan 100 graden Celsius. Warmtenetten in dichtbebouwde nederzettingen of buurten kunnen ook met zeer lage temperaturen, tussen 8 en 30 graden Celsius, uit de voeten. Om de vereiste temperatuur te bereiken, worden in de huizen gedecentraliseerde warmtepompen gebruikt. Door de lage temperaturen in het verwarmingsnet is er slechts een klein verschil met de temperatuur in de grond. Isolatie van de leidingen is dus niet nodig, en idealiter kan het netwerk ook warmte uit de omgeving opnemen. Ter bescherming tegen vorst wordt een water-glycolmengsel (pekel) stroomt door de pijpen.

Dit type warmtenetten wordt koude lokale warmte genoemd, fysisch correct als energienetten of ook warmtenetten 4.0. Over warmtenetten leest men steeds vaker, ze worden steeds belangrijker.

Zelfs bij deze lage temperaturen is een warmtebron beschikbaar Afhankelijk van de structuur van het netwerk is ook omgekeerde werking voor het koelen van de gebouwen mogelijk.

Voor de koude plaatselijke warmte kunnen verschillende warmtebronnen worden gebruikt. Dit principe van warmtelevering is bijzonder interessant met het oog op de bescherming van het klimaat, omdat het de mogelijkheid biedt afvalwarmte van de industrie of hernieuwbare energiebronnen te gebruiken.

Voordelen van plaatselijke koude verwarming

Een warmtevoorziening met het principe van de koude plaatselijke warmte heeft enkele voordelen, die het zeer interessant maken.

• De pijpleidingen behoeven geen thermische isolatie omdat de temperaturen dicht bij de omgevingstemperatuur liggen. Er zijn geen of slechts geringe verliezen in het leidingnet. In het ideale geval kan de warmte zelfs uit de grond worden geabsorbeerd. Dit vermindert de kosten.
• Er kunnen verschillende warmtebronnen worden gebruikt, afhankelijk van het plaatselijke aanbod en de beschikbaarheid. Er kan gebruik worden gemaakt van afvalwarmte en hernieuwbare energiebronnen zoals geothermische en thermische zonne-energie. Dit maakt dit type warmtevoorziening interessant voor de warmteterugwinning op weg naar CO2-vrije verwarmingssystemen.
• Door de lage temperaturen vereist de opslag van warmte geen ingewikkelde isolatie en is daardoor aanzienlijk goedkoper.
• Door de constante temperatuur van de warmtebron bereiken warmtepompen een jaarlijkse rendementsfactor van 4,0 of hoger.
• Met koude lokale verwarming is het economische risico voor de exploitant kleiner dan met klassieke verwarmingsnetten, omdat er minder warmte verloren gaat. Om deze reden wordt meestal afgezien van de impopulaire verplichte aansluiting en behouden eigenaars of projectontwikkelaars de vrije keuze voor hun verwarmingssysteem.
• Lokale verwarmingsnetwerken zijn over het algemeen een goed kansen voor energiecoöperaties van burgersom de plaatselijke energievoorziening om te zetten in duurzame energie en deze zelf te exploiteren.

Nadelen van de warmtevoorziening met koude lokale warmtenetten

Ik wil de nadelen van koude plaatselijke verwarming niet verdoezelen, en daarom voeg ik (later) de volgende tekst toe:

• Hoge investeringskosten voor huiseigenaren voor warmtepomp en voor aansluiting op het plaatselijke verwarmingsnet.
• Vanwege het geringe temperatuurverschil tussen aanvoer en retour en het lage temperatuurniveau zijn grote volumestromen vereist. Dit betekent grotere diameters voor de pijpleidingen en een groter benodigd vermogen voor de pompen.

Financiering voor koude lokale verwarming

Het Duitse Bondsministerie voor Economische Zaken en Energie (BMWi) financiert sinds 01.07.2017 haalbaarheidsstudies en de implementatie van warmtenetwerksystemen 4.0. Hoewel het temperatuurniveau in de financieringsvoorwaarden uitgaat van minimaal 20 graden Celsius, kan deze financiering ook worden toegekend voor koude lokale verwarming. Een haalbaarheidsstudie moet aantonen dat lagere temperaturen kosten-, energie- of CO2-emissiereducties opleveren.

De financiering voor verwarmingsnetwerken 4.0 is het eerste financieringsprogramma dat niet alleen afzonderlijke technologieën en componenten, maar ook complete systemen ondersteunt. Voor de BMWi, verwarmingsnetten van de vierde generatie worden gekenmerkt worden gekenmerkt door een hoog aandeel van hernieuwbare energiebronnen, een efficiënt gebruik van afvalwarmte en een aanzienlijk lager temperatuurniveau in vergelijking met conventionele verwarmingsnetten. Hierdoor worden verliezen tot een minimum beperkt, wordt de efficiëntie verhoogd en wordt de overschakeling op hernieuwbare energiebronnen in de plaatselijke en stadsverwarmingsvoorziening vergemakkelijkt. Dergelijke systemen kunnen extra flexibiliteit bieden voor de elektriciteitsmarkt door een combinatie van warmtepompen en grootschalige seizoensgebonden warmteopslagsystemen en bieden de mogelijkheid om moeilijk te isoleren gebouwen te voorzien van hoge percentages klimaatvriendelijke warmte.

De BMWi financiert in eerste instantie haalbaarheidsstudies met maximaal 60 procent en in een tweede stap de realisatie van een warmtenetwerksysteem 4.0 met maximaal 50 procent van de totale subsidiabele kosten van het project. Informatie over de technische eisen en de de aanvraag wordt ingediend via het BAFA.

Praktische voorbeelden van plaatselijke koudeverwarming

Koude plaatselijke verwarming wordt geïllustreerd aan de hand van een aantal praktische voorbeelden:

Aardwarmte onder de grond in Schifferstadt

Op initiatief en met de steun van de Energieagentschap Rijnland-Palts heeft de stad Schifferstadt besloten om een koud lokaal verwarmingsnet te installeren. Het netwerk wordt geëxploiteerd door Stadtwerke Schifferstadt en is sinds januari 2017 in bedrijf. De grond dient hier als warmtebron. Daartoe werden sondes ingebracht in een centraal boorveld en aangesloten op een ringleidingnet. In dit netwerk circuleert een water-glycolmengsel dat de warmte absorbeert van de grond, die het hele jaar door een constante temperatuur van tien tot twaalf graden Celsius heeft. De geabsorbeerde energie wordt via het ringnet naar de gebouwen getransporteerd. Daar zorgen warmtepompen ervoor dat de energie uit het netwerk het gewenste temperatuurniveau bereikt.

In de zomer kan het principe worden omgekeerd en kunnen de woonruimten op een economische en ecologische manier worden gekoeld. De geabsorbeerde warmte wordt via de buizen terug de grond in gevoerd, zodat tegelijkertijd het boorgat-warmtewisselaarveld kan worden geregenereerd.

Gebruik van industriële afvalwarmte in de marktstad Meitingen

Voor het lagetemperatuurnet in een nieuw ontwikkelingsgebied in de Beierse marktstad Meitingen wordt alle afvalwarmte van een naburig industrieel bedrijf gebruikt. SGL Carbon GmbH stelt de industriële afvalwarmte gratis ter beschikking van de ongeveer 125 wooneenheden in de vorm van warm water met een temperatuur van ongeveer 31 °C. De warmte wordt gebruikt om het hele jaar door elektriciteit en warmte op te wekken. Doordat de afvalwarmte het hele jaar door een hoge temperatuur heeft, kunnen de warmtepompen zeer doeltreffend werken.

Het water is afkomstig van de koeling van de producten, waarvan het fabricageproces hoge temperaturen tot 3.000° C vereist. Om de in het proces vervaardigde producten af te koelen, wordt koelwater gebruikt, dat tijdens het proces opwarmt tot ongeveer 30° C. Dit koelwater dient nu als warmtebron voor de verwarmingssystemen in het nieuwe ontwikkelingsgebied. Elektriciteit uit hernieuwbare bronnen kan worden gebruikt om de warmtepompen te laten werken op momenten dat er voldoende elektriciteit beschikbaar is. De warmte wordt tijdelijk opgeslagen in een buffervat.

De bedrijven hebben er vrijwillig mee ingestemd het warme koelwater gedurende 20 jaar gratis ter beschikking te stellen. Ongeveer 40 kubieke meter per uur wordt naar de plaatselijke verwarmingspijpleiding gevoerd. Dit kan tot 1,5 miljoen kilowattuur energie per jaar opleveren, wat overeenkomt met de verwarmingscapaciteit van ongeveer 150.000 liter stookolie.

Vervolgens wordt het afgekoelde water, dat minder energie heeft, teruggevoerd naar de installatie en opnieuw gebruikt voor koeling - de cyclus begint opnieuw. (Bron: KUMAS Milieunetwerk)

Volledige originele tekst op

www.energynet.de/2018/01/17/kalte-nahwaerme/